关于大采高综采开采技术的探讨

摘要：5号矿大采高综采工作面经过几年的探索实践，结合自身的特点走出了一条自主创新的道路，从点点滴滴的经验积累开始，在各个系统环节上，为大采高综采工作面的不断发展提供了技术支撑，确保矿井安全、高效、经济、有序地运行。

关键词：大采高；开采；技术

Abstract: no. 5 of mine mining height of fully mechanized working face after years of exploration experience and combining with the characteristic of oneself walk a the road of independent innovation, from little drops of the experience begins, in each system link, the big mining height for fully mechanized working face constant development provides technical support, ensure the safety, high efficiency, economic and orderly operation.

Keywords: big mining height; Mining; technology

中图分类号： TD8文献标识码：A文章编号：

1 前言

建矿以来矿井准确定位，采用三井一矿集约化生产模式，并结合矿井现状选用当时国际领先的采掘装备，为5号矿高瓦斯条件下实现高产高效奠定了坚实的基础，实现了矿井总体产量规划目标。纵观5号矿投产以来的跨越式发展道路，是采掘装备、生产工艺、安全技术管理水平不断改革创新的过程，特别是围绕大采高综采工作面的一系列新思路、新举措，使矿井采煤技术始终走在前列，成为矿井发展的核心竞争力。

2 围绕大采高工作面各系统环节的技术创新

2.1 瓦斯治理

在高瓦斯条件下实现高产高效，瓦斯抽放最为关键，几年来，从抽放系统和工艺上进行革新：

(1)先后增加东风井井底和小东山井底抽放泵站，扩大抽放范围，提高瓦斯抽放能力。

(2)由单一的本煤层近距离抽放发展到区域递进式抽放。

(3)抽放瓦斯管路采用采空区抽放和工作面预抽双系统，保证了采空区密闭的安全进行。

(4)采用千米定向钻机和国产MK系列普通钻机有计划有目的地施工本煤层瓦斯预抽钻孔，截止目前，5号矿抽放进尺每天达到近5000m，抽放量每天达到近1 xl06m3 。

(5)提高采高，减少老空区丢煤，降低采空区瓦斯涌出量。在瓦斯抽放工作中切实做到多措并举、应抽尽抽、效果达标。大采高工作面区域配风量由当初10000m3／min左右，降低到目前的6000～8000m3／min，采面作业环境大大改善。

2.2 巷道布置及通风系统

多年来，5号矿大采高工作面均采用三进两回5巷布置的模式，随着工作面瓦斯抽放量的增加，瓦斯含量降低，回采配风量减少，逐渐尝试了三进一回、两进两回4巷布置方式，分别在2304和3303工作面实践，2个面多采出700kt资源，经济效益近4亿，为资源开采的最大化找到了突破口。

2.3 初采工艺

大采高工作面初采最先在2301首采面采用顶板自行垮落的方式，切眼顶板由于有锚杆锚索等支护不能随支架推进及时垮落，造成支架后部顶板和掩护梁问空间不能及时充实，大量瓦斯积聚，直接顶来压后基本顶一次垮落面积大，初采过程始终受到顶板和瓦斯的双重威胁。

随后初采工艺优化为在支架安装过程中，逐架退掉切眼顶板支护锚索托盘，支架安装完毕后，在顶板打炮眼放震动炮的方式(每架2个炮眼，前后各1个，炮眼深度2.0m，每个炮眼放7个药卷)使切眼顶板遭到破坏，切眼顶板随支架推进及时垮落充填采空区，顶板和瓦斯状况明显好转。保证了工作面初采期间连续推进。初采时间也由原来的7―10d缩短至5―7d。

2.4 末采工艺

在工作面末采时，矿井经历2次大的冒顶事故，给撤架带来严重影响，经过不断实践、总结、完善，逐渐掌握了一套合理、可靠的末采工艺。

(1)提高主撤垛式支架支护阻力 由7400kN的垛式支架改为1 2000kN垛式支架。

(2)缩小主撤通道断面 由原来的5.0m x3.8m优化为3.5mx3.8m。

(3)提出末采挂网和采高的最合理参数末

采开始挂网由原来16m减到现在14m；末采采高由原来的4m提高到4.5～5.0m。

(4)加固煤体强度在距主撤贯通120～50m期间，提前对工作面两巷距贯通100m范围及主撤通道与工作面贯通侧注化学浆，提高末采期间巷道及主撤煤体的自身抗拉、抗剪强度。

(5)加强末采期间劳动组织管理 缩短联网对割煤的影响时间。

(6)提高工人联网技能 提前对参与末采的职工队伍进行联网培训，保证了联网速度和质量。

通过上述措施主撤通道抗动压能力大大增加，工作面末采时间由原来的7～8d缩短为4d。

2.5 留巷技术

矿井6.2m采高工作面全面推广后，回采工作面最大采高由原来的5.5m加大到6.2m，随着采高的加大，工作面采场及留巷巷道矿山压力加剧，原来简单的锚索补强留巷技术已不能满足需要。

结合矿井实际首次提出Φ22mm短锚索+钢筋网的全断面补强方式，并付诸实施，留巷效果明显好转，巷修工程量大大降低，给接替面的顺利回采创造了良好条件。

2.6 大采高8～l40缓倾斜煤层开采技术从大采高装备的技术参数看，支架和采煤机最大适用坡度为70，5号矿为近水平煤层，煤层倾角一般在50左右，但随着开采不断深入特别是开采东四盘区时，4301工作面局部倾角达到8～l40，给开采工作带来较大困难。采取的主要措施为：

(1)在工作面设计中提前考虑了两巷尽可能沿伪倾斜布置，适当减小推进坡度，工作面煤层倾角超过80时，工作面设计为下山开采。

(2)工作面沿底板推进，必须保证底板平整，防止出现台阶；切顶柱要保证挡矸有效；在大坡度区段推移机头(机尾)时，过渡槽及第一、二节溜槽要同时前移，避免机头(机尾)大架和过渡槽脱节。

2.7 顶板控制

大采高工作面的顶板控制是大采高工作面现场管理的重要环节，主要采取了以下措施：

(1)加强支架初撑力管理，不得低于24MPa；充分发挥支架伸缩顶梁和一、二级护帮板功能，严格控制梁端距，超前拉架、追机拉架，提高支架及时支护效果。

(2)加强工作面乳化液泵站压力管理，不得低于31.5MPa。

(3)针对煤壁三角区顶板控制这一难点，提前对煤体破碎的三角区注瑞米材料加固煤体，提高煤体自身支护强度。

(4)提高超前支护范围和强度，对动压影响巷道，超前100m架棚进行维护，支护强度不小于一梁四柱。

2.8 采高管理

矿井采用6.2m支架后，实现了真正意义上的一次采全厚。通过以下措施保证采高稳定在6.0m以上：

(1)在支架上悬吊2.8m长小链，用醒目的标志显示支架活柱长度，使全员能及时监督采高。

(2)加高两巷高度，由原来3.5m提高到3.8m，尽可能缩短工作面过渡段长度，最大限度

提高中间架采高。

(3)严格控制工作面挖底量，规定不超过lOOmm，从而提高有效采高。

3 大采高综采工作面采煤技术前景展望

3.1 大采高支架及超长综采面成套设备

5号矿开采的3号煤局部煤厚达到6.5m以上，目前6.2m支架在回采过程中，后部采空区仍有部分丢煤情况，随着国产支架的应用成熟，特别是集团公司自主开发的7.6m支架已经亮相，使矿井采高继续提升有了充分技术保障。同时积极调研350～400m工作面的成套装备，使支架、三机、采煤机、运输车辆相互匹配。

3.2 积极推广试验跨巷开采和无煤柱开采

随着工作面开采，两巷之间损失的煤柱量巨大，造成资源浪费，由于跨巷开采必须有完备的留巷和沿空留巷技术作为保障，目前大采高工艺下留巷技术日趋成熟稳定，在不久的将来跨巷开采和无煤柱开采将推广开来，真正实现资源开采最大化。

3.3 15―200倾角煤层的大采高综采技术研究

目前5号矿已在4301工作面成功推过局部倾角8―140煤层，初步积累了一些经验，为矿井西部局部倾角在15―2O0煤层的开采提前作了准备。通过在大采高支架和溜槽上加装防倒防滑装置，并采取合理有效的措施，实现了大倾角条件下大采高综采面安全高效回采是完全可行的。

4 结束语

5号矿大采高工作面采煤技术的实践，是一装备上由进口到国产、技术上由低采到高采、系统上由单一到多元、管理上由粗放到精细的过程。随着新设备、新技术的不断应用，矿井对采煤技术的发展前景充满信心，必将实现新的跨越。